Раскрывая эволюционные корни разложения древесины

Грибы, особенно так называемые белая гниль, являются главными агентами разложения мёртвой растительной массы, включая древесину. Они способны полностью разлагать как углеводы, так и устойчивый полимер лигнин, превращая твёрдую древесину в волокнистую массу.

Профессор Ласло Надь и его коллеги в исследовании, опубликованном в журнале Molecular Biology and Evolution, представили новый биоинформатический инструмент COMPARE. Этот метод филогенетического профилирования позволяет соотнести эволюцию конкретного фенотипического признака с паттернами приобретения, потери и дупликации семейств генов в наборе геномов.

Применив эту стратегию к эволюции стратегий разложения древесины у грибов, команда проанализировала геномные инновации 62 видов грибов. Целью было выявление семейств генов, которые позволяют грибам белой гнили разлагать древесину.

Результаты показали:

  • Подтверждено расширение семейства пероксидаз, необходимых для деградации лигнина у грибов белой гнили.
  • Обнаружен большой набор из 409 генов, демонстрирующих статистически значимые изменения в числе копий (события дупликации/потери), связанные с приобретением или утратой способности к белому гниению.

«Когда люди думают о белой гнили, они склонны фокусироваться на лигнине, но эти результаты показывают, что эволюция белой гнили включала экспансию разнообразных ферментов, а не только тех, что атакуют лигнин», — заявил Ласло Надь.

Исследование подчёркивает сложность процесса белой гнили и предполагает, что его эволюция включала общее усложнение аппарата разложения, в том числе многочисленные ферменты с пока неизвестными функциями.

Потенциальное применение:

  • Ферменты и предложенные пути, задействованные в разложении древесины, могут привести к улучшению технологий производства биотоплива, которое также полагается на расщепление растительных клеточных стенок.
  • Инструмент COMPARE достаточно универсален, чтобы его можно было применять в других исследованиях, направленных на выявление генетических путей, связанных с различными признаками.